FR2716742A1 - Appareil de lecture de surface inégale. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un appareil de lecture de surface inégale qui comporte une lame à faces parallèles (1) dotée d'une paire de faces planes parallèles (1a, 1b), qui est faite en un matériau transparent dont l'indice de réfraction est supérieur à celui de l'eau et qui est transparente pour la lumière qui l'éclaire. Un objet inégal (50) est placé en contact optique étroit avec une face plane (1a) de la lame à faces parallèles. Une source lumineuse (2) éclaire l'objet inégal à travers la lame à faces parallèles. Parmi les rayons lumineux rediffusés dans la lame à faces parallèles par l'objet inégal et réfléchis totalement sur l'autre face plane (1b) de la lame à faces parallèles, seule la lumière qui est réfléchie totalement sous un angle supérieur à l'angle critique sur la frontière entre la lame à faces parallèles et de l'eau est recueillie par un dispositif de formation d'image (6).
Description
i La présente invention concerne un appareil permettant d'effectuer la
lecture optique d'informations directement à partir d'une surface inégale, par exemple la face interne de l'extrémité d'un doigt lors de la prise d'une empreinte digitale, sans qu'il soit nécessaire d'appliquer de l'encre ou quoi que ce soit sur la surface. La figure 14 des dessins annexés montre une technique classique de prise d'empreinte digitale. Comme représenté sur cette figure, l'extrémité du doigt étant appuyée contre la surface 101a d'une lame à faces parallèles transparente 101, par exemple une plaque de verre, on éclaire la surface interne 50 de l'extrémité du doigt à l'aide d'une source lumineuse 102 disposée au-dessous de la face opposée 101b de la lame à faces parallèles 101. Dans ce cas, la lumière qui est diffusée par les creux existant dans la surface interne 50 de l'extrémité du doigt, qui ne sont pas en contact avec la surface 101a de la lame à faces parallèles 101,
pénètre dans la lame à faces parallèles 101 après avoir traversé une couche d'air.
Par conséquent, la lumière diffusée qui a traversé la lame à faces parallèles 101 d'un angle plus petit que l'angle critique, comme indiqué par la ligne en trait interrompu, traverse la face opposée 101b de la lame à faces parallèles 101, qui est en contact avec une couche d'air, et émerge dans l'air sans avoir été
totalement réfléchie sur la face opposée 101b.
Toutefois, la lumière qui a été diffusée par des parties saillantes de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt, qui sont en contact étroit avec la face 101a de la lame à faces parallèles 101, traverse la lame face parallèle 101 dans toutes les directions. La lumière qui atteint la surface opposée 101b de la lame à faces parallèles 101 sous un angle plus grand que l'angle critique est totalement réfléchie dans la lame à faces parallèles 101. Par conséquent, seule la lumière totalement réfléchie est recueillie par un système optique, constitué d'éléments optiques 103 à 107, pour former une image sur la surface de réception d'image d'un dispositif de formation d'image du type état solide, par exemple, ce qui permet de lire des informations du type dactylogramme sur la face interne 50 de l'extrémité
du doigt.
Toutefois, s'il y a une substance aqueuse, par exemple de la sueur, de la pluie, etc. (ce qu'on appellera ci-après simplement "eau") 51 dans un creux de la face interne 50 de l'extrémité du doigt, puisque l'indice de réfraction de l'eau 51 est plus grand que celui de l'air, la lumière qui émerge de l'eau 51 se déplace dans la lame à faces parallèles 101 sous un angle plus grand que dans le cas d'une émergence à partir de l'air, comme indiqué par la flèche A. Par conséquent, de la lumière diffusée venant des creux est réfléchie totalement sur la face opposée 101b de la lame à faces parallèles 101, ce qui rend impossible de lire de façon précise des informations du type dactylogramme sur la face interne 50 de l'extrémité du doigt. Lorsqu'une partie sillon de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt est remplie de sueur, une fausse crête apparaît entre deux crêtes adjacentes de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt de façon à former un pont entre les crêtes adjacentes. De ce fait, les sillons qui sont remplis de sueur sont détectés de façon erronée comme étant des crêtes, ceci étant indiqué par le symbole de référence B
sur la figure 15.
Lorsqu'on extrait les particularités du dactylogrammine des informations lues sur la face interne 50 de l'extrémité du doigt mouillée par de la sueur comme ci-dessus indiqué, les parties ponts (indiquées par B) s'enregistrent de façon non souhaitable comme des points de ramification. Puisque les "ponts" produits par la sueur ne sont pas reproductibles, alors, s'ils sont enregistrés comme étant des
particularités, l'efficacité du classement des empreintes digitales est amoindrie.
La figure 16 montre un exemple des approches classiques utilisées pour traiter le problème ci-dessus décrit. Comme représenté sur la figure, la lumière qui est rediffusée dans un élément transparent 201 par les parties saillantes présentes sur la face interne de l'extrémité du doigt et qui émerge dans l'air depuis la surface latérale de l'élément transparent 201 est détectée en une position (dans la région hachurée 300) qui ne peut pas être atteinte par la lumière qui pénètre dans l'élément transparent 201 via une couche d'eau remplissant un creux de la face interne de l'extrémité du doigt, la lumière détectée faisant alors l'objet d'une opération de formation d'image, de sorte qu'on lit des informations du type dactylogramme. Sur la figure 16, le numéro de référence 202 désigne une source de lumière, et 207 un appareil de prise de vue (on pourra par exemple se reporter à la demande de brevet japonais publiée avant examen (KOKAI) n' 63-211468
(1988)).
Toutefois, lorsqu'un système optique de formation d'image est disposé dans la région 300 qui ne peut être atteinte que par la lumière qui a été rediffusée dans l'élément transparent 201 par les parties saillantes présentes sur la face interne de l'extrémité du doigt et qui émerge dans l'air en provenance de l'élément transparent 201, il faut incliner le système optique de formation d'image par rapport à l'élément transparent 201. Par conséquent, la technique classique a pour inconvénient qu'il faut effectuer une opération complexe pour manipuler l'appareil, par exemple un ajustemcnt de position lors de l'utilisation réelle, si bien que l'appareil classique est difficile à utiliser. De plus, l'élément transparent 201, qui est par exemple formé d'un prisme ou d'une lame à faces parallèles doit avoir une grande taille. Dans le cas d'une lame à face parallèle, il faut une épaisseur de 17,47 mm ou plus. Un but de l'invention est de produire un appareil de lecture de surface inégale qui est en mesure de lire avec précision, indépendamment de la présence d'eau, par exemple de sueur, dans un creux de la surface inégale et est facile à
manipuler, cet appareil pouvant être mis sous une forme compacte.
Selon l'invention, il est proposé un appareil de lecture de surface inégale comportant une lame à faces parallèles dotée d'une paire de faces planes parallèles, qui est faite en un matériau transparent dont l'indice de réfraction est plus grand que celui de l'eau et qui est transparent pour la lumière l'éclairant. Un objet inégal est placé en contact optique étroit avec une face plane de la lame à faces parallèles. Une source lumineuse éclaire l'objet inégal à travers la lame à faces parallèles. Parmi les rayons lumineux qui sont rediffusés dans la lame à faces parallèles par l'objet inégal et qui sont totalement réfléchis sur l'autre face plane de la lame à faces parallèles, seule la lumière qui est totalement réfléchie sous un angle supérieur à l'angle critique au niveau de la frontière entre la lame à faces parallèles et l'eau est recueillie par un dispositif de formation d'image et peut
former une image de l'objet inégal.
De plus, il est proposé un appareil de lecture de surface inégale comportant une lame à faces parallèles dotée d'une paire de faces planes parallèles, qui est faite en un matériau transparent dont l'indice de réfraction est supérieur à celui de l'eau et qui est transparente pour la lumière l'éclairant. Un objet inégal est placé en contact optique étroit avec une face plane de la lame à faces parallèles. Un élément transparent formant un piège est disposé en étroit contact avec l'autre face plane de la lame à faces parallèles. L'élément transparent formant un piège est fait en un matériau transparent dont l'indice de réfraction est compris entre ceux de
l'eau et de la lame à faces parallèles et est transparent pour la lumière l'éclairant.
Une source lumineuse éclaire l'objet inégal à travers la lame à faces parallèles. Un dispositif de formation d'image forme une image de l'objet inégal en ne recueillant que la lumière qui est rediffusée dans la lame à faces parallèles par l'objet inégal et qui est totalement réfléchie sur la face constituant la frontière de la lame à faces
parallèles avec l'élément transparent formant un piège.
La description, conçue à titre à d'illustration de l'invention, vise à
donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 montre la disposition d'un premier mode de réalisation selon l'invention; la figure 2 illustre le fonctionnement du premier mode de réalisation de l'invention; la figure 3 illustre le fonctionnement du premier mode de réalisation de l'invention; la figure 4 illustre le fonctionnement du premier mode de réalisation; la figure 5 montre la disposition d'un deuxième mode de réalisation selon l'invention; la figure 6 illustre la disposition d'un troisième mode de réalisation selon l'invention; la figure 7 illustre la disposition d'un quatrième mode de réalisation selon l'invention; la figure 8 illustre la disposition d'un cinquième mode de réalisation selon l'invention; la figure 9 illustre la disposition d'un sixième mode de réalisation selon l'invention; la figure 10 illustre la disposition d'un septième mode de réalisation selon l'invention; la figure 11 illustre la disposition d'un huitième mode de réalisation selon l'invention; la figure 12 illustre la disposition d'un neuvième mode de réalisation selon l'invention; la figure 13 illustre la disposition d'un dixième mode de réalisation selon l'invention; la figure 14 montre la disposition d'un appareil classique; la figure 15 montre le résultat de la lecture par l'appareil classique; et
la figure 16 montre la disposition d'un autre appareil classique.
Sur la figure 1, est présenté un premier mode de réalisation de l'invention. Une lame à faces parallèles désignée par la référence 1, qui est dotée d'une paire de faces planes parallèles la et lb, est faite en verre ou en matière plastique, à savoir un matériau transparent vis-à-vis de la lumière qui l'éclaire après avoir été émise par une source lumineuse 2. La lame à faces parallèles 1 est destinée à permettre que la surface interne 50 de l'extrémité du doigt, constituant un exemple d'objet inégal, soit placée en étroit contact avec la face supérieure la
de la lame à faces parallèles 1.
Au-dessous de la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1, une source lumineuse (par exemple une diode d'émission de lumière) 2, qui émet une lumière monochromatique de longueur d'onde 660 nm par exemple, est disposée de façon à regarder vers le haut. Ainsi, la surface interne 50 de l'extrémité du doigt qui est placée en étroit contact avec la face supérieure la de la lame à faces parallèles 1 est éclairée par la lumière venant de la source lumineuse 2 à travers la lame à faces parallèles 1. On notera que l'indice de réfraction de la lame à faces
parallèles 1 est par exemple de 1,514 pour une lumière de longueur d'onde 660 nm.
Une surface terminale (la surface terminale gauche selon l'orientation de la figure) de la lame à faces parallèles 1 est inclinée d'un angle de 77,5' par rapport aux faces parallèles la et lb. Un miroir plan 3 est disposé sur la surface
inclinée de façon à regarder vers l'intérieur de la lame à faces parallèles 1.
L'autre surface terminale de la lame à faces parallèles 1, à savoir la surface opposée à la surface inclinée dotée du miroir plan 3, est perpendiculaire aux deux faces planes la et lb. Un diaphragme 4 est placé sur cette surface terminale. Une lentille 5 de formation d'image est disposée à l'extérieur du diaphragme 4, la direction parallèle aux faces planes la et lb de la lame à faces
parallèles 1 étant définie comme axe optique.
Un dispositif de formation d'image du type état solide 6, par exemple un dispositif à couplage de charges (CCD), est disposé de façon que sa surface de réception d'image se trouve en une position de l'axe optique située au-delà de la lentille 5 de formation d'image, o une image de la face supérieure la de la lame à faces parallèles 1 est formée (c'està-dire à la position o une image de la surface
interne 50 de l'extrémité du doigt est formée).
Un miroir 7 est disposé de façon à infléchir l'axe optique entre la lentille 5 de formation d'image et le dispositif de formation d'image de type état solide 6. Une unité 8 de traitement d'image traite l'image recueillie par le dispositif de formation d'image du type état solide 6 et reproduit l'image sur un écran de
contrôle ou un moyen analogue (non représenté).
Dans l'appareil selon ce mode de réalisation, qui est agencé comme décrit ci-dessus, la lumière venant de la source lumineuse 2 éclaire la surface interne 50 de l'extrémité du doigt à travers la lame à faces parallèles 1, et la lumière qui vient frapper la surface interne 50 de l'extrémité du doigt est diffusée dans
toutes les directions.
Il faut noter que sur la figure 1, le hachurage destiné à montrer les sections droites des éléments transparents, par exemple la lame à faces parallèles 1, la lentille de formation d'image 5, etc., a été omis pour rendre le trajet optique plus facile à voir. Un boîtier 20 soutient et recouvre les éléments constituant de l'appareil de lecture de surface inégale. Dans les autres modes de réalisation
(décrits ultérieurement), on a omis de représenter le boîtier 20.
La figure 2 montre les trajets optiques suivis par la lumière diffusée par une partie saillante présente sur la surface interne 50 de l'extrémité du doigt, laquelle est placée en étroit contact avec la lame à faces parallèles 1. La lumière diffusée traverse la lame à faces parallèles 1 dans toutes les directions, puisqu'elle ne passe pas dans l'air après avoir été diffusée par la surface interne 50 de
l'extrémité du doigt.
A la frontière de la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1 avec la couche d'air, la lumière qui arrive sur la face inférieure lb sous un angle plus petit que l'angle critique, au niveau de la surface constituant la frontière entre la lame à faces parallèles 1 et la couche d'air, émerge de la face inférieure lb et passe dans l'air, tandis que la lumière qui arrive sur la face inférieure lb sous un angle supérieur à l'angle critique est totalement réfléchie dans la lame à faces
parallèles 1. Dans ce mode de réalisation, l'angle critique est de 41, 34'.
La figure 3 montre les trajets optiques suivis par la lumière qui a été diffusée par un creux de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt, o il existe une couche d'air 52 entre la surface interne 50 de l'extrémité du doigt et la lame à faces parallèles 1. La lumière diffusée entre dans la lame à faces parallèles 1, venant de la couche d'air 52, traverse la face supérieure la de la lame à faces parallèles 1 et émerge de la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1 pour entrer dans l'air. Par conséquent, la lumière diffusée n'est pas réfléchie sur la face
inférieure lb de la lame à faces parallèles 1; toute la lumière émerge dans l'air.
La figure 4 montre les trajets optiques suivis par la lumière dans le cas o de l'eau 51, par exemple de la sueur ou de la pluie, est présente dans un creux de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt. Si l'on suppose que l'indice de réfraction de la sueur 51 est 1,34, l'angle critique qui prévaut à la surface formant la frontière entre la lame à faces parallèles 1 et la sueur 51 est de 62,3'. Par conséquent, la lumière qui a été diffusée par un creux de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt et qui entre dans la lame à faces parallèles 1 après être passée par la couche de sueur 51 atteint la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1
sous un angle d'incidence qui est plus petit que 62,3'.
En d'autres termes, la lumière qui a traversé la couche de sueur 51 n'atteint pas la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1 sous un angle d'incidence supérieur à 62,3'. La lumière qui arrive sur la face inférieure lb sous un angle i compris dans l'intervalle de 41,34' à 62,3 est totalement réfléchie dans la lame à faces parallèles 1 sur la face inférieure lb. Comme on peut le voir sur la figure 1, puisque, dans l'appareil de ce mode de réalisation, l'angle 0 de la surface inclinée du miroir plan 3 est fixé à 77,5', la lumière qui arrive sur la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1 sous un angle de 65' et qui est totalement réfléchi sur la face inférieure 1 est réfléchie par le miroir plan 3 dans une direction qui est parallèle aux faces planes la et lb de la lame à faces parallèles 1 de sorte qu'elle atteint le
diaphragme 4.
Par conséquent, seule la lumière qui atteint la face inférieure lb de la lame à faces parallèles sous un angle d'incidence d'environ 65' et qui est totalement réfléchie par celle-ci traverse la lentille 5 de formation d'image pour former une image sur la surface de réception de lumière du dispositif de formation
d'image du type état solide 6.
Puisque la lumière qui a traversé la couche de sueur 51 n'arrive pas sur la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1 sous un angle d'incidence supérieur à 62,3', comme décrit ci-dessus, cette lumière ne peut pas atteindre la lentille de formation d'image 5 via le miroir plan 3, mais seule la lumière qui a été diffusée par des parties saillantes de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt fait l'objet d'une formation d'image. Par conséquent, même si de la sueur 51 est présente dans les creux de la surface interne 50 d'extrémité du doigt, seules les parties saillantes de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt formeront une image sur la surface de réception d'image du dispositif de formation d'image de type état solide 6, et on pourra donc lire avec précision une information du type
dactylogramme.
Puisque seule la lumière qui est totalement réfléchie sur la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1, pour être ensuite réfléchie par le miroir plan incliné 3 en direction de l'autre extrémité, après traversée la lame à faces parallèles 1, est utilisée pour former une image, il n'est pas nécessaire que la lame à faces parallèles 1 soit épaisse. On peut réaliser une formation d'image satisfaisante même dans le cas o l'épaisseur de la lame à faces parallèles 1 est ramenée à mm ou moins. De plus, puisque l'axe optique du faisceau lumineux de formation d'image est parallèle aux faces planes la et lb de la lame à faces parallèles, la réalisation de la lentille de formation d'image 5 et des autres éléments optiques constituant le système optique en est facilitée, l'appareil n'occasionnant aucune difficulté de manipulation.
La figure 5 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Dans ce deuxième mode de réalisation, un élément transparent 9 formant un piège, qui est un élément à faces parallèles transparent dont l'indice de réfraction est plus petit que celui de la lame à faces parallèles 1, mais est plus grand que celui de la sueur 51, soit par exemple 1,45, est collé juste contre la face inférieure lb de la
lame à faces parallèles 1.
La source lumineuse 2 est disposée directement au-dessous de l'élément transparent 9 formant un piège. La lumière d'éclairage émise par la source lumineuse 2 traverse l'élément transparent 9 formant un piège et la lame à faces parallèles 1 afin d'éclairer la surface interne 50 de l'extrémité du doigt qui est
placée en étroit contact avec la face supérieure la de la lame à faces parallèles 1.
L'angle critique qui prévaut à la surface constituant la frontière entre la lame à faces parallèles 1 et l'élément transparent formant un piège 9, agencés comme décrit ci-dessus, est de 73,3'. D'autre part, la lumière qui pénètre dans la lame à faces parallèles 1 après avoir traversé la couche de sueur 51 présente dans des creux de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt arrive sur la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1 sous un angle qui n'est pas supérieur à 62,3'. Par conséquent, cette lumière ne subit pas de réflexion totale sur la face inférieure lb, mais entre dans l'élément transparent formant un piège 9, puis émerge de l'élément transparent formant un piège 9 pour passer dans l'air, comme
indiqué par la ligne en trait interrompu que l'on peut voir sur la figure 5.
Dans le même temps, la lumière qui a été réfléchie par des parties saillantes se trouvant sur la surface interne 50 de l'extrémité du doigt peut venir frapper la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1 sous un angle d'incidence valant 73,3' ou plus. Par conséquent, seule la lumière qui a été diffusée par des parties saillantes de la surface interne 50 de l'extrémité du doigt, laquelle est placée en étroit contact avec la face supérieure la de la lame à faces parallèles 1, est directement réfléchie sur la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1. Du fait que seule la lumière totalement réfléchie sur la face inférieure lb est recueillie pour former une image de la même manière que dans le premier mode de réalisation, on peut lire avec précision un ensemble de parties saillantes (c'est-à-dire une configuration de crêtes) se trouvant sur la surface interne 50 de
l'extrémité du doigt, et constituant une information du type dactylogramme.
Dans ce mode de réalisation, la lumière inutile fait l'objet d'une séparation complète au niveau de la face inférieure lb de la lame à faces parallèles 1. Par conséquent, on peut obtenir une image d'un contraste plus élevé. Si l'on suppose que la lumière qui vient frapper la face inférieure lb de la lame à faces parallèles sous un angle d'incidence de 75 est soumise à une formation d'image, l'angle d'inclinaison 0 de la surface sur laquelle le miroir plan 3 est placé est fixé à 82,5'. Il faut noter que l'indice de réfraction de l'élément transparent formant un piège 9 doit être fixé à une valeur comprise entre l'indice de réfraction de l'eau et celui de la lame à faces parallèles 1, et qu'on peut faire varier l'angle 0 en fonction de la valeur de l'indice de réfraction de l'élément transparent formant
un piège 9.
Les figures 6 et 7 montrent respectivement le troisième et le quatrième mode de réalisation de l'invention. Dans ces modes de réalisation, la direction suivant laquelle la lumière entrant dans l'élément transparent formant un piège 9 en
émerge est spécifiée.
Dans le troisième mode de réalisation, représenté sur la figure 6, le miroir plan 3 s'étend jusqu'à l'extrémité inférieur de l'élément transparent formant un piège 9 de façon à venir en étroit contact avec la surface terminale gauche (selon l'orientation de la figure) de l'élément transparent formant un piège 9. De ce fait, la lumière qui entre dans l'élément transparent formant un piège 9 émerge dans l'air suivant une direction qui est approximativement parallèle aux faces planes la et lb de la lame à faces parallèles 1, comme indiqué par la ligne en trait interrompu
que l'on peut voir sur la figure.
Dans le quatrième mode de réalisation, représenté sur la figure 7, la surface terminale gauche (selon l'orientation de la figure) de l'élément transparent formant un piège 9 est découpée de façon sensiblement perpendiculaire à l'axe optique de la lumière entrant dans l'élément transparent formant un piège 9. Par conséquent, la lumière qui entre dans l'élément transparent formant un piège 9 sort dans l'air par la surface de coupe suivant un angle sensiblement perpendiculaire à celle- ci.
La figure 8 montre un cinquième mode de réalisation de l'invention.
Dans ce mode de réalisation, une pellicule 10 destinée à empêcher toute réflexion totale, par exemple un revêtement noir, est disposée sur la face inférieure de l'élément transparent formant un piège 9. Puisque la lumière qui atteint la pellicule 10 ne subit de pas réflexion totale, les rayons lumineux inutiles ne vont pas se mélanger avec les rayons destinés à former l'image, même si l'épaisseur de
l'élément transparent formant un piège 9 est réduite.
Les figures 9 et 10 montrent respectivement un sixième et un septième mode de réalisation de l'invention. Dans ces modes de réalisation, un réseau de diffraction est disposé sur la face inférieure de l'élément transparent formant un piège 9, de façon à empêcher la réflexion totale sur la face inférieure de l'élément transparent formant un piège 9 et, de plus, permettre que la lumière inutile émerge de l'élément transparent formant un piège 9 suivant une direction prédéterminée
dirigée vers le bas.
Dans le sixième mode de réalisation, représenté sur la figure 9, un réseau 11 est formé sur la surface inférieure de l'élément transparent formant un piège 9 de façon à constituer un réseau de diffraction. Dans le septième mode de réalisation, représenté sur la figure 10, un hologramme du type à relief de surface 12 est collé contre la face inférieure de l'élément transparent formant un piège 9. En disposant, de cette manière, un réseau de diffraction sur la face inférieure de l'élément transparent formant un piège 9, on peut réduire de façon considérable l'épaisseur de l'élément transparent formant un piège 9, sans que ceci
n'amène aucun problème. On peut donc réduire la taille globale de l'appareil.
La figure 11 montre un huitième mode de réalisation de l'invention.
Dans ce mode de réalisation, un système optique 15 de correction de distorsion est prévu dans le système optique de formation d'image afin de corriger la distorsion de l'image de la configuration de crêtes présente sur la surface interne 50 de l'extrémité du doigt, qui est formée sur la surface de réception de lumière du
dispositif de formation d'image de type état solide 6.
Comme système optique de correction de distorsion 15, on peut par exemple utiliser un système optique dans lequel l'axe optique d'une lentille est décentré, ou un prisme. Par conséquent, on corrige la distorsion de l'image, et on peut lire une configuration de crêtes précise sur la surface interne 50 de l'extrémité du doigt. Il faut noter que le système optique de correction de distorsion 15 peut
être appliqué à l'un quelconque des modes de réalisation précédents.
De plus, il est possible de placer la lentille de formation d'image 5 à une certaine distance du diaphragme 4, comme représenté dans un neuvième mode de réalisation de l'invention sur la figure 12. La source de lumière 2 et le dispositif de formation d'image du type état solide 6 peuvent être montés sur une même plaque de support 17, comme représenté dans un dixième mode de réalisation de l'invention sur la figure 13. Ces agencements peuvent également être appliqués à
l'un quelconque des précédents modes de réalisation allant du premier au septième.
Selon l'invention, un objet inégal est placé en étroit contact avec une face plane d'une lame à faces parallèles et est éclairé par de la lumière à travers la lame à faces parallèles, de sorte que la lumière qui est diffusée par l'objet inégal et effectue une réflexion totale sur l'autre face plane de la lame à faces parallèles est sélectivement recueillie en vue de la formation d'une image. Ainsi, même si de l'eau est présente dansles creux de l'objet inégal, on peut former avec précision une image des seules parties saillantes de l'objet inégal et on peut lire avec précision les informations voulues. De plus, l'axe optique de la lumière formant l'image peut être placé dans une direction voulue quelconque de façon à rendre l'appareil facile à manipuler, par exemple dans une direction parallèle aux faces planes de la lame à faces parallèles. On peut également réduire l'épaisseur de la
lame à faces parallèles de façon à rendre compact l'appareil.
Si l'on dispose un élément transparent formant un piège en étroit contact avec la deuxième face plane de la lame à faces parallèles o la réflexion totale a lieu, la lumière qui entre dans la lame à faces parallèles après avoir traversé une couche d'eau présente dans les creux de l'objet inégal émerge de la lame à faces parallèles de façon à entrer dans l'élément transparent formant un piège sans être totalement réfléchie sur la deuxième face plane. Par conséquent, le contraste augmente et on peut former de façon encore plus nette une image des parties
saillantes de l'objet inégal.
Si l'on place un dispositif destiné à empêcher la réflexion totale sur la surface de l'élément transparent formant un piège qui est opposée à sa surface située en étroit contact avec la lame à faces parallèles, on peut réduire dans une mesure considérable l'épaisseur de l'élément transparent formant un piège, et on peut donc rendre compact l'appareil. De plus, en incorporant un système optique de correction de distorsion dans le dispositif de formation d'image, on corrige les distorsions de l'image devant être formée et on forme de façon nette une image de
la configuration précise.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du
dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et
nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.
Claims (15)
1. Appareil de lecture de surface inégale, caractérisé en ce qu'il comprend: une lame à faces parallèles (1) dotée d'une paire de faces planes (la, lb), qui est faite en un matériau transparent dont l'indice de réfraction est plus grand que celui de l'eau et qui est transparent pour la lumière qui l'éclaire, ladite lame à faces parallèles étant conçue pour qu'un objet inégal (50) soit placé en contact optique étroit avec une face plane (la) de la lame; une source lumineuse (2) servant à éclairer ledit objet inégal à travers ladite lame à faces parallèles; et un moyen (3, 4, 5, 6, 7, 15) permettant de former une image dudit objet inégal en ne recueillant, parmi les rayons lumineux rediffusés dans ladite lame à faces parallèles par ledit objet inégal et réfléchis totalement sur l'autre face plane (lb) de ladite lame à faces parallèles, que la lumière qui est totalement réfléchie sous un angle supérieur à l'angle critique sur une frontière entre ladite
lame à faces parallèles et de l'eau.
2. Appareil de lecture de surface inégale, caractérisé en ce qu'il comprend: une lame à faces parallèles (1) dotée d'une paire de faces planes parallèles (la, lb), qui est faite en un matériau transparent dont l'indice de réfraction est plus grand que celui de l'eau et qui est transparent pour la lumière qui l'éclaire, ladite lame à faces parallèles étant conçue pour qu'un objet inégal (50) soit placé en contact optique étroit avec une face plane (la) de la lame; un élément transparent formant un piège (9) fait en un matériau transparent dont l'indice de réfraction est compris entre ceux de l'eau et de ladite lame à faces parallèles et qui est transparent pour la lumière qui l'éclaire, ledit élément transparent qui forme un piège étant disposé en étroit contact avec l'autre face plane (lb) de ladite lame à faces parallèles; une source lumineuse (2) servant à éclairer ledit objet inégal à travers ladite lame à faces parallèles; et un moyen (3, 4, 5, 6, 7, 15) servant à former une image dudit objet inégal en ne recueillant que la lumière qui a été rediffusée dans ladite lame à faces parallèles par ledit objet inégal et réfléchie totalement sur la surface constituant la frontière de ladite lame à faces parallèles avec ledit élément transparent formant un piège.
3. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lame à faces parallèles est disposée entre ledit objet
inégal et ladite source lumineuse.
4. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite lame à faces parallèles et ledit élément transparent
formant un piège sont disposés entre ledit objet inégal et ladite source lumineuse.
5. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que ladite source lumineuse émet une lumière monochromatique.
6. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen de formation d'image comporte une surface réfléchissante (3) qui est disposée de façon inclinée sur une surface latérale de ladite lame à faces parallèles de façon que la lumière qui est totalement réfléchie sur la deuxième face plane de ladite lame à faces parallèles soit réfléchie par ladite surface réfléchissante dans ladite lame à faces parallèles suivant une direction qui
est parallèle auxdites faces planes.
7. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen de formation d'image comporte une lentille (5) de formation d'image, qui est disposée sur la surface latérale de ladite lame à faces parallèles qui est opposée à sa surface latérale dotée de ladite surface
réfléchissante.
8. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de formation d'image du type état solide (6) qui comporte une surface de réception d'image disposée à la position o une image dudit objet inégal est formée par ledit moyen de formation
d'image.
9. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit moyen de formation d'image comporte un miroir (7) servant à réfléchir la lumière venant de ladite lentille de formation d'image, en direction de la surface de réception d'image dudit dispositif de formation d'image
de type état solide.
10. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen de formation d'image comporte un système
optique (15) servant à corriger la distorsion de l'image dudit objet inégal.
11. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen servant à régler la direction dans laquelle la lumière qui entre dans ledit élément transparent formant un piège en provenance de ladite lame à faces parallèles émerge dudit élément transparent
formant un piège.
12. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit moyen de réglage de la direction d'émergence est une surface réfléchissante (3) servant à réfléchir la lumière qui entre dans ledit élément transparent formant un piège en provenance de ladite lame à faces parallèles suivant une direction qui est approximativement parallèle auxdites faces planes de
ladite lame à faces parallèles.
13. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit moyen de réglage de la direction d'émergence est une surface inclinée qui permet à la lumière entrant dans ledit élément transparent formant un piège en provenance de ladite lame à faces parallèles d'en émerger sans
être réfléchi sur une surface interne dudit élément transparent formant un piège.
14. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (10, 11, 12) servant à empêcher la réflexion totale, qui est placé sur la face dudit élément transparent formant un piège qui est opposée à sa face placée en étroit contact avec ladite lame
à faces parallèles.
15. Appareil de lecture de surface inégale selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit moyen destiné à empêcher la réflexion totale est un
réseau de diffraction (11, 12).
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